JPWO2019163320A1 - Power tool control circuit - Google Patents
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Abstract
本発明に係る電動工具の制御回路は、永久磁石同期モータと、複数のスイッチング素子と、永久磁石同期モータを駆動するPWMインバータ回路とを備えた電動工具の制御回路であって、制御回路は、PWMインバータ回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、永久磁石同期モータの制動時において、永久磁石同期モータ及びPWMインバータ回路の各スイッチング素子に流れる電流を所定の電流制限値に制限する。また同時に、PWMインバータ回路のローサイドまたはハイサイドのスイッチング素子をスイッチングさせることで、永久磁石同期モータの誘導起電圧を昇圧し、電池に回生する。The power tool control circuit according to the present invention is a power tool control circuit including a permanent magnet synchronous motor, a plurality of switching elements, and a PWM inverter circuit for driving the permanent magnet synchronous motor. It is provided with a current detecting means for detecting the current flowing through the PWM inverter circuit, and limits the current flowing through each switching element of the permanent magnet synchronous motor and the PWM inverter circuit to a predetermined current limit value when braking the permanent magnet synchronous motor. At the same time, by switching the low-side or high-side switching element of the PWM inverter circuit, the induced electromotive voltage of the permanent magnet synchronous motor is boosted and regenerated into the battery.
Description
本発明は、例えば永久磁石同期モータを用いた電動工具の制御回路及び制御方法、並びに電動工具に関する。 The present invention relates to, for example, a control circuit and a control method for a power tool using a permanent magnet synchronous motor, and a power tool.
一般にドリルドライバ、インパクト工具等の電動工具は、停止時、制動を行うことで、操作性や応答性の改善を図っている。 In general, power tools such as drill drivers and impact tools are designed to improve operability and responsiveness by braking when stopped.
その一例として、特許文献1では、三相ブラシレスモータを駆動源とする電動工具において、三相ブラシレスモータの回転を低下若しくは停止させる際には、三相ブラシレスモータの各端子間を短絡することで制動力を発生させる、所謂短絡ブレーキ(短絡制動)が提案されている。 As an example, in Patent Document 1, in an electric tool using a three-phase brushless motor as a drive source, when the rotation of the three-phase brushless motor is reduced or stopped, the terminals of the three-phase brushless motor are short-circuited. A so-called short-circuit brake (short-circuit braking) that generates a braking force has been proposed.
また、特許文献2では、スイッチング素子に並列に設けられたダイオードを介して前記ブレーキ電流を流すことができ、しかも、前記スイッチング素子に流れるブレーキ電流が減少方向にあるタイミングで前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態へ切り換えることを特徴とする電動工具の制動装置が提案されている。
Further, in
しかしながら、上記の特許文献1及び2の方法では、下記のような問題点があった。
(1)制動時にスイッチング素子に流れる電流が制御できず、素子が壊れる。
(2)制動時に流れる最大電流に合わせて電流定格の大きな素子が必要である。
(3)工具回転時の慣性エネルギーを主にモータ巻線の電気抵抗のみで消費させるため制動に時間が掛かる。また、モータの発熱が大きい。
(4)制動力、制動時間等が制御できない。However, the methods of
(1) The current flowing through the switching element cannot be controlled during braking, and the element is damaged.
(2) An element having a large current rating is required according to the maximum current flowing during braking.
(3) Braking takes time because the inertial energy during tool rotation is consumed mainly by the electrical resistance of the motor winding. In addition, the motor generates a large amount of heat.
(4) Braking force, braking time, etc. cannot be controlled.
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術と比較してより安価で信頼性の高い電動工具の制御回路及び制御方法、並びに電動工具を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a power tool control circuit and control method, and a power tool, which are cheaper and more reliable than those of the prior art.
第1の発明にかかる電動工具の制御回路は、永久磁石同期モータと、複数のスイッチング素子と、前記永久磁石同期モータを駆動するPWMインバータ回路とを備えた電動工具の制御回路であって、
前記制御回路は、
前記PWMインバータ回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記永久磁石同期モータの制動時において、前記永久磁石同期モータ及び前記PWMインバータ回路に流れる電流を所定の電流制限値に制限することを特徴とする。The power tool control circuit according to the first invention is a power tool control circuit including a permanent magnet synchronous motor, a plurality of switching elements, and a PWM inverter circuit for driving the permanent magnet synchronous motor.
The control circuit
A current detecting means for detecting the current flowing through the PWM inverter circuit is provided.
When braking the permanent magnet synchronous motor, the current flowing through the permanent magnet synchronous motor and the PWM inverter circuit is limited to a predetermined current limit value.
前記電動工具の制御回路において、前記PWMインバータ回路は前記永久磁石同期モータと電池との間に設けられ、
前記制御回路は、前記永久磁石同期モータの制動時において、前記PWMインバータ回路のローサイドまたはハイサイドのスイッチング素子をスイッチングさせることで、前記永久磁石同期モータの誘導起電圧を昇圧し、前記電池に回生することを特徴とする。In the power tool control circuit, the PWM inverter circuit is provided between the permanent magnet synchronous motor and the battery.
The control circuit boosts the induced electromotive voltage of the permanent magnet synchronous motor by switching the low-side or high-side switching element of the PWM inverter circuit during braking of the permanent magnet synchronous motor, and regenerates the battery. It is characterized by doing.
また、前記電動工具の制御回路において、前記制御回路は、前記電動工具の動作モードに応じて、前記電流制限値を変化させることを特徴とする。 Further, in the control circuit of the power tool, the control circuit is characterized in that the current limit value is changed according to the operation mode of the power tool.
第2の発明に係る電動工具の制御方法は、
永久磁石同期モータと、複数のスイッチング素子と、前記永久磁石同期モータを駆動するPWMインバータ回路とを備えた電動工具の制御回路により実行される電動工具の制御方法であって、
前記制御回路が、前記PWMインバータ回路に流れる電流を検出する電流検出ステップと、前記制御回路が、前記永久磁石同期モータの制動時において、前記永久磁石同期モータ及び前記PWMインバータ回路に流れる電流を所定の電流制限値に制限する電流制限ステップとを含むことを特徴とする。The method for controlling a power tool according to the second invention is as follows.
A power tool control method executed by a power tool control circuit including a permanent magnet synchronous motor, a plurality of switching elements, and a PWM inverter circuit for driving the permanent magnet synchronous motor.
The control circuit determines a current detection step for detecting the current flowing through the PWM inverter circuit, and the control circuit determines the current flowing through the permanent magnet synchronous motor and the PWM inverter circuit when the permanent magnet synchronous motor is braked. It is characterized by including a current limiting step that limits the current limit value of.
第3の発明に係る電動工具は、
電池と、永久磁石同期モータと、複数のスイッチング素子と、前記永久磁石同期モータを駆動するPWMインバータ回路を備えた電動工具であって、
前記電動工具の制御回路を備えたことを特徴とする。The power tool according to the third invention is
An electric tool including a battery, a permanent magnet synchronous motor, a plurality of switching elements, and a PWM inverter circuit for driving the permanent magnet synchronous motor.
It is characterized by being provided with a control circuit for the power tool.
従って、本発明に係る電動工具の制御回路及び制御方法等によれば、制動時に素子電流を制限するように制御することで、素子コストの軽減と工具の信頼性向上が図れる。また、慣性エネルギーを充電池5に回生することで、制動時間を短縮できる。加えて、モータの発熱の軽減が図れ、工具の連続使用時間も延ばせる。
Therefore, according to the power tool control circuit and control method according to the present invention, it is possible to reduce the element cost and improve the reliability of the tool by controlling so as to limit the element current during braking. Further, by regenerating the inertial energy into the
図1は本発明の一実施形態にかかる電動工具の構成例を示すブロック図である。図1において、実施形態にかかる電動工具は、例えば永久磁石同期モータであるモータ1と、PWMインバータ回路2と、ギア3と、チャック4と、充電池5と、キャパシタ6と、モータ制御装置10とを備えて構成する。ここで、モータ制御装置10は、電流検出部11と、電流計算部12と、過電流検出部51と、速度制御部52と、電流制御部53と、ゲート制御部20とを備えて構成する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a power tool according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the electric tools according to the embodiment are, for example, a motor 1 which is a permanent magnet synchronous motor, a
図2は図1のPWMインバータ回路2の詳細構成例1を示すブロック図である。図2において、PWMインバータ回路2は、例えば、MOSFET等のスイッチング素子Q1〜Q6、6個と、電流検出抵抗7A,7B,7C(抵抗値Rx,Ry,Rzを有する)3個で構成される。電流検出抵抗7A,7B,7Cの電圧は図1の電流検出部11に入力され、PWMインバータ回路各相に流れる電流値に変換される。また、各スイッチング素子Q1〜Q6のゲートには、図1のゲート制御部20からのゲート制御信号G1〜G6が印加される。各スイッチング素子Q1〜Q6に逆並列に接続されているダイオードD1〜D6は各スイッチング素子Q1〜Q6の寄生ダイオード等である。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration example 1 of the
なお、図2のPWMインバータ回路2の実施形態は所謂3シャントの三相PWMブリッジであるが、本発明はこれに限らず、図3に示すような電流検出抵抗1個で直流側の電流を検出する1シャントの三相PWMブリッジのPWMインバータ回路2であっても適用可能である。図3の詳細構成例2においては、電流検出抵抗7Aに流れる電流のピーク値を検出するとスイッチング素子の素子電流が、電流検出抵抗7Aに流れる電流の平均値を検出すると電池電流を得ることができる。
The embodiment of the
本実施形態にかかるモータ制御装置10では、PWMインバータ回路2に供給される電流の瞬時電流と所定の計算電流を検出して、スイッチング素子Q1〜Q6と回路及び充電池5の保護を行う。具体的には詳細後述する。
In the
図1において、充電池5からのDC電圧はキャパシタ6を介してPWMインバータ回路2に供給される。PWMインバータ回路2は、供給されるDC電圧を、ゲート制御部20からの6個のゲート駆動信号G1〜G6でPWM変調し、交流の電圧に変換してモータ1に出力する。ここで、モータ1の回転はギア3を介して電動工具のチャック4に対して伝達される。ゲート制御部20は、モータ1に設けられたホール素子41〜43からのモータ回転位置信号Hu,Hv,Hwと、電流制御部53からのPWM信号、及び、過電流検出部51からのゲートブロック信号に基づいて、速度検出値とゲート駆動信号G1〜G6を生成する。
In FIG. 1, the DC voltage from the
電流検出抵抗7A,7B,7Cで検出された電圧は電流検出部11に出力され、電流検出部11は当該電圧を、対応する電流値に変換して比較器13の非反転入力端子及び電流計算部12に出力する。電流計算部12では、例えば、PWMインバータ回路の各相に流れる電流Ix,Iy,Izのピーク値付近を平滑して、減算器25に出力する。
The voltage detected by the
過電流検出部51は、比較器13と、最大電流信号発生器14とを備えて構成する。比較器13は、電流検出部11からの瞬時電流信号と、最大電流信号発生器14からの最大電流値とを比較し、その比較結果からゲートブロック信号を発生させて、ゲート制御部20に出力する。ゲート制御部20は、瞬時電流が最大電流値を超える場合、PWMインバータ回路2の駆動を直ちに停止させ、スイッチング素子を保護する。
The overcurrent detection unit 51 includes a
速度制御部52は、絶対値演算器30と、速度目標値発生器21と、減算器22と、モータ速度に対して比例積分制御を行うPI制御器23と、電流リミッタ24とを備えて構成する。絶対値演算器30は、ゲート制御部20からの速度検出値の絶対値を演算して減算器22に出力する。減算器22は、速度目標値発生器21からの速度目標値から速度検出値の絶対値を減算し、その減算結果をPI制御器23に出力する。PI制御器23は、入力される減算結果に基づいて、モータ速度に対して比例積分制御を行って、その制御のための電流目標値を、電流リミッタ24を介して減算器25に出力する。ここで、電流リミッタ24は、速度目標値に対応する電流目標値を所定値以内に制限することで、過電流を事前に予防し、回路及び充電池5を保護する。
The speed control unit 52 includes an
電流制御部53は、減算器25と、PI制御器26と、リミッタ27と、比較器28と、三角波発生器29とを備えて構成する。減算器25は、電流目標値を示す電流目標値信号から電流計算部12からの平均電流信号を減算することで、減算結果の電流制御値の信号をPI制御器26に出力する。PI制御器26は、電流制御値に対して比例積分制御を行って、その制御信号をリミッタ27を介して比較器28の非反転入力端子に出力する。ここで、リミッタ27は、比較器28が出力するPWM信号の振幅値を所定値以内に制御する。比較器28は、リミッタ27からの制御信号と、三角波発生器29からの三角波とを比較することで、モータ1をPWM変調で駆動するためのPWM信号を発生してゲート制御部20に出力する。
The current control unit 53 includes a
ゲート制御部20は、ホール素子からのモータ回転位置信号と、PWM信号、ゲートブロック信号に基づいて、6個のゲート駆動信号G1〜G6を発生してPWMインバータ回路2に出力することでPWMインバータ回路2の動作を制御する。
The
図4は図1のモータ制御装置10による通常動作モード及び制動動作モードにおけるPWMインバータ回路2に対する転流パターン例1を示す表である。
FIG. 4 is a table showing example 1 of a commutation pattern for the
図4において、通常動作モードにおいては、ゲート制御部20は、スイッチング素子Q2,Q4,Q6を順次選択的にオンしながら、それに同期して半周期遅れでスイッチング素子Q1,Q3,Q5へのゲート制御信号G1,G3,G5をPWM変調することで、モータ1を所定の速度で回転させる。
In FIG. 4, in the normal operation mode, the
一方、例えばユーザがトリガーレバーを戻す等の操作でモータを通常停止させる場合において、トリガーレバー60からゲート制御部20に停止信号が出力される。このとき、ゲート制御部20は、即座に通常動作モードから制動動作モードに移行し、ハイサイドのスイッチング素子Q1,Q3,Q5をオフ、ローサイドのスイッチング素子Q2,Q4,Q6へのゲート制御信号G2,G4,G6をPWM変調することで、モータ1を制動させながら所定の速度で減速、停止させる。また同時にモータ1及びスイッチング素子Q2,Q4,Q6に流れる電流を所定の制限値に制限するようにローサイドのスイッチング素子Q2,Q4,Q6へのゲート制御信号G2,G4,G6をPWM変調することにより、制動時にスイッチング素子に流れる電流を抑制できる。
On the other hand, when the motor is normally stopped by, for example, the user returning the trigger lever, a stop signal is output from the
本実施形態では、PWMインバータ回路2のローサイドの各スイッチング素子Q2,Q4,Q6の電流を検出して、制動時にモータ1とスイッチング素子Q2,Q4,Q6を流れる電流を所定の制限電流値に制限するように制御する。制動時には、ローサイドの各スイッチング素子Q2,Q4,Q6をスイッチングさせることで、モータ1の誘導起電圧を昇圧し、充電池5に回生する。従って、図4に示すように、電動工具の使用状況に応じて、スイッチング素子の転流パターンを切り替える。
なお、図4に示す転流パターンは1例であり、本発明はこれに限らず、例えば、図5に示す転流パターン例2のように、ローサイドとハイサイドのスイッチング素子の転流パターンを入れ替えて、制動動作モードにローサイドのスイッチング素子をオフし、ハイサイドのスイッチング素子をPWM制御しても構わない。In the present embodiment, the current of each switching element Q2, Q4, Q6 on the low side of the
The commutation pattern shown in FIG. 4 is an example, and the present invention is not limited to this. For example, as in the commutation pattern example 2 shown in FIG. 5, the commutation pattern of the low-side and high-side switching elements can be used. The low-side switching element may be turned off in the braking operation mode, and the high-side switching element may be PWM-controlled.
図6は図1の電動工具のシミュレーション結果であって、(a)ゲート制御信号、(b)モータ回転数、(c)モータ電流の検出値Imval及び電池回生電流Ib、(d)モータ電流Iu,Iv,Iw、並びに(e)電池電圧Vdcのタイミングチャートである。図6において、図示の便宜上、波形が複雑に変化する部分をハッチングで表すものとする。 FIG. 6 shows the simulation results of the electric tool of FIG. 1, which includes (a) gate control signal, (b) motor rotation speed, (c) motor current detection value Imval and battery regeneration current Ib, and (d) motor current Iu. , Iv, Iw, and (e) timing chart of battery voltage Vdc. In FIG. 6, for convenience of illustration, a portion where the waveform changes in a complicated manner is represented by hatching.
図6から明らかなように、通常動作時に一定回転しているモータ1が制動時は一定速度で減速し停止すること。モータ電流の検出値Imvalが制動時は所定の電流制限値Imrefに制限されること。電池電圧Vdcが制動時に上昇し、充電池5に回生電流Ibが流れて、慣性エネルギーが回生されていることがわかる。
As is clear from FIG. 6, the motor 1 that is constantly rotating during normal operation decelerates and stops at a constant speed during braking. The motor current detection value Imval is limited to a predetermined current limit value Imref during braking. It can be seen that the battery voltage Vdc rises during braking, the regenerative current Ib flows through the
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の特有の効果を有する。
(1)スイッチング素子の電流を制御して制限することで、素子コストの軽減と工具の信頼性向上が図れる。
(2)慣性エネルギーを充電池5に回生することで、制動時間を短縮できる。また、モータ1の発熱の軽減が図れ、さらには工具の連続使用時間も延ばせる。
(3)電流制限値Imrefを電動工具の動作状況に応じて変化させることで、工具保護と操作性改善が図れる。As described above, the present embodiment has the following unique effects.
(1) By controlling and limiting the current of the switching element, the element cost can be reduced and the reliability of the tool can be improved.
(2) Braking time can be shortened by regenerating the inertial energy into the
(3) Tool protection and operability can be improved by changing the current limit value Imref according to the operating condition of the power tool.
以上の実施形態においては、例えばドリルドライバの回転式電動工具について説明しているが、本発明はこれに限らず、インパクト式電動工具にも適用することができる。 In the above embodiments, for example, a rotary power tool of a drill driver has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to an impact type power tool.
以上の実施形態においては、モータ制御装置10は、ハードウェアを主体に構成されたものであっても、ソフトウェアを主体に構成されたものであってもよい。
In the above embodiment, the
1 モータ
2 PWMインバータ回路
3 ギア
4 チャック
5 充電池
6 キャパシタ
7A,7B,7C 電流検出抵抗
10 モータ制御装置
11 電流検出部
12 電流計算部
13 比較器
14 最大電流信号発生器
20 ゲート制御部
21 速度目標値発生器
22 減算器
23 PI制御器
24 電流リミッタ
25 減算器
26 PI制御器
27 リミッタ
28 比較器
29 三角波発生器
30 絶対値演算器
41〜43 ホール素子
51 過電流検出部
52 速度制御部
53 電流制御部
60 トリガーレバー
D1〜D6 逆流阻止用ダイオード
G1〜G6 ゲート制御信号
Ix,Iy,Iz 検出電流値
Q1〜Q6 スイッチング素子1
図2は図1のPWMインバータ回路2の詳細構成例1を示すブロック図である。図2において、PWMインバータ回路2は、例えば、MOSFET等の6個のスイッチング素子Q1〜Q6と、3個の電流検出抵抗7A,7B,7C(抵抗値Rx,Ry,Rzを有する)で構成される。電流検出抵抗7A,7B,7Cの電圧は図1の電流検出部11に入力され、PWMインバータ回路2の各相に流れる電流値に変換される。また、各スイッチング素子Q1〜Q6のゲートには、図1のゲート制御部20からのゲート制御信号G1〜G6が印加される。各スイッチング素子Q1〜Q6に逆並列に接続されているダイオードD1〜D6は各スイッチング素子Q1〜Q6の寄生ダイオード等である。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration example 1 of the
図1において、充電池5からのDC電圧はキャパシタ6を介してPWMインバータ回路2に供給される。PWMインバータ回路2は、供給されるDC電圧を、ゲート制御部20からの6個のゲート制御信号G1〜G6でPWM変調し、交流の電圧に変換してモータ1に出力する。ここで、モータ1の回転はギア3を介して電動工具のチャック4に対して伝達される。ゲート制御部20は、モータ1に設けられたホール素子41〜43からのモータ回転位置信号Hu,Hv,Hwと、電流制御部53からのPWM信号、及び、過電流検出部51からのゲートブロック信号に基づいて、速度検出値とゲート制御信号G1〜G6を生成する。
In FIG. 1, the DC voltage from the
電流検出抵抗7A,7B,7Cで検出された電圧は電流検出部11に出力され、電流検出部11は当該電圧を、対応する電流値Ix,Iy,Izに変換して比較器13の非反転入力端子及び電流計算部12に出力する。電流計算部12では、例えば、PWMインバータ回路2の各相に流れる電流Ix,Iy,Izのピーク値付近を平滑して、減算器25に出力する。
The voltage detected by the
過電流検出部51は、比較器13と、最大電流信号発生器14とを備えて構成する。比較器13は、電流検出部11からの瞬時電流信号と、最大電流信号発生器14からの最大電流値とを比較し、その比較結果からゲートブロック信号を発生させて、ゲート制御部20に出力する。ゲート制御部20は、瞬時電流が最大電流値を超える場合、PWMインバータ回路2の駆動を直ちに停止させ、スイッチング素子Q1〜Q6を保護する。
The overcurrent detection unit 51 includes a
ゲート制御部20は、ホール素子41〜43からのモータ回転位置信号と、PWM信号、ゲートブロック信号に基づいて、6個のゲート制御信号G1〜G6を発生してPWMインバータ回路2に出力することでPWMインバータ回路2の動作を制御する。
The
一方、例えばユーザがトリガーレバー60を戻す等の操作でモータ1を通常停止させる場合において、トリガーレバー60からゲート制御部20に停止信号が出力される。このとき、ゲート制御部20は、即座に通常動作モードから制動動作モードに移行し、ハイサイドのスイッチング素子Q1,Q3,Q5をオフ、ローサイドのスイッチング素子Q2,Q4,Q6へのゲート制御信号G2,G4,G6をPWM変調することで、モータ1を制動させながら所定の速度で減速、停止させる。また同時にモータ1及びスイッチング素子Q2,Q4,Q6に流れる電流を所定の制限値に制限するようにローサイドのスイッチング素子Q2,Q4,Q6へのゲート制御信号G2,G4,G6をPWM変調することにより、制動時にスイッチング素子Q2,Q4,Q6に流れる電流を抑制できる。
On the other hand, for example when the user normally stops the motor 1 in operation such as returning the
本実施形態では、PWMインバータ回路2のローサイドの各スイッチング素子Q2,Q4,Q6の電流を検出して、制動時にモータ1とスイッチング素子Q2,Q4,Q6を流れる電流を所定の制限電流値に制限するように制御する。制動時には、ローサイドの各スイッチング素子Q2,Q4,Q6をスイッチングさせることで、モータ1の誘導起電圧を昇圧し、充電池5に回生する。従って、図4に示すように、電動工具の使用状況に応じて、スイッチング素子Q1〜Q6の転流パターンを切り替える。
なお、図4に示す転流パターンは1例であり、本発明はこれに限らず、例えば、図5に示す転流パターン例2のように、ローサイドのスイッチング素子Q2,Q4,Q6の転流パターンと、ハイサイドのスイッチング素子Q1,Q3,Q5の転流パターンを入れ替えて、制動動作モードにローサイドのスイッチング素子Q2,Q4,Q6をオフし、ハイサイドのスイッチング素子Q1,Q3,Q5をPWM制御しても構わない。
In the present embodiment, the current of each switching element Q2, Q4, Q6 on the low side of the
The commutation pattern shown in FIG. 4 is an example, and the present invention is not limited to this. For example, as in the commutation pattern example 2 shown in FIG. 5, commutation of low-side switching elements Q2, Q4, and Q6. The pattern and the commutation pattern of the high-side switching elements Q1, Q3 and Q5 are exchanged, the low-side switching elements Q2, Q4 and Q6 are turned off in the braking operation mode, and the high-side switching elements Q1, Q3 and Q5 are PWMed. You may control it.
図6から明らかなように、通常動作時に一定回転しているモータ1が制動時は一定速度で減速し停止することと、モータ電流の検出値Imvalが制動時は所定の電流制限値Imrefに制限されることと、電池電圧Vdcが制動時に上昇し、充電池5に回生電流Ibが流れて、慣性エネルギーが回生されていることとがわかる。
As is clear from FIG. 6, the motor 1 rotating at a constant speed during normal operation decelerates and stops at a constant speed during braking, and the motor current detection value Imval is limited to a predetermined current limit value Imref during braking. and being, the battery voltage Vdc increases during braking, regenerative current Ib flows through the
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の特有の効果を有する。
(1)スイッチング素子Q1〜Q6の電流を制御して制限することで、素子コストの軽減と工具の信頼性向上が図れる。
(2)慣性エネルギーを充電池5に回生することで、制動時間を短縮できる。また、モータ1の発熱の軽減が図れ、さらには工具の連続使用時間も延ばせる。
(3)電流制限値Imrefを電動工具の動作状況に応じて変化させることで、工具保護と操作性改善が図れる。
As described above, the present embodiment has the following unique effects.
(1) By controlling and limiting the currents of the switching elements Q1 to Q6 , the element cost can be reduced and the reliability of the tool can be improved.
(2) Braking time can be shortened by regenerating the inertial energy into the
(3) Tool protection and operability can be improved by changing the current limit value Imref according to the operating condition of the power tool.
Claims (5)
前記制御回路は、
前記PWMインバータ回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記永久磁石同期モータの制動時において、前記永久磁石同期モータ及び前記PWMインバータ回路に流れる電流を所定の電流制限値に制限することを特徴とする電動工具の制御回路。A control circuit for an electric tool including a permanent magnet synchronous motor, a plurality of switching elements, and a PWM inverter circuit for driving the permanent magnet synchronous motor.
The control circuit
A current detecting means for detecting the current flowing through the PWM inverter circuit is provided.
A control circuit for an electric tool, which limits the current flowing through the permanent magnet synchronous motor and the PWM inverter circuit to a predetermined current limit value when the permanent magnet synchronous motor is braked.
前記制御回路は、前記永久磁石同期モータの制動時において、前記PWMインバータ回路のローサイドまたはハイサイドのスイッチング素子をスイッチングさせることで、前記永久磁石同期モータの誘導起電圧を昇圧し、前記電池に回生することを特徴とする請求項1記載の電動工具の制御回路。The PWM inverter circuit is provided between the permanent magnet synchronous motor and the battery.
The control circuit boosts the induced electromotive voltage of the permanent magnet synchronous motor by switching the low-side or high-side switching element of the PWM inverter circuit during braking of the permanent magnet synchronous motor, and regenerates the battery. The control circuit for an electric tool according to claim 1, wherein the control circuit is provided.
前記制御回路が、前記PWMインバータ回路に流れる電流を検出する電流検出ステップと、
前記制御回路が、前記永久磁石同期モータの制動時において、前記永久磁石同期モータ及び前記PWMインバータ回路の各スイッチング素子に流れる電流を所定の電流制限値に制限する電流制限ステップとを含むことを特徴とする電動工具の制御方法。A power tool control method executed by a power tool control circuit including a permanent magnet synchronous motor, a plurality of switching elements, and a PWM inverter circuit for driving the permanent magnet synchronous motor.
A current detection step in which the control circuit detects a current flowing through the PWM inverter circuit,
The control circuit includes a current limiting step that limits the current flowing through each switching element of the permanent magnet synchronous motor and the PWM inverter circuit to a predetermined current limit value when the permanent magnet synchronous motor is braked. How to control the power tool.
請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の電動工具の制御回路を備えたことを特徴とする電動工具。An electric tool including a battery, a permanent magnet synchronous motor, a plurality of switching elements, and a PWM inverter circuit for driving the permanent magnet synchronous motor.
A power tool comprising the control circuit for the power tool according to any one of claims 1 to 3.
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